Omogeneizzazione

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In ambito tecnologico, l'omogeneizzazione consiste in una operazione unitaria mediante la quale una miscela eterogenea viene resa omogenea.

Una miscela è detta "chimicamente omogenea" quando la miscela presenta uguale composizione in ogni punto dello spazio,[1] mentre è detta "chimicamente eterogenea" se presenta un gradiente di concentrazione tra le varie parti che la compongono.

L'operazione di omogeneizzazione è sostanzialmente un caso particolare dell'operazione di miscelazione. In particolare si tratta della miscelazione di fasi tra loro insolubili (a cui talvolta sono stati aggiunti agenti tensioattivi) al fine di ottenere una sospensione o un'emulsione.

L'omogeneizzatore[modifica | modifica sorgente]

Schema di una valvola omogeneizzatrice: il prodotto grezzo, spinto da una pompa discontinua, è costretto a brusche variazioni di energia, da potenziale (alta pressione, bassa velocità) a cinetica (bassa pressione, alta velocità).

Oggi il termine omogeneizzatore è usato spesso per indicare genericamente attrezzature atte a disperdere o emulsionare secondo varie tecniche: miscelatori a lame rotanti, sonde a ultrasuoni, mulini colloidali, addirittura frullatori e mortai. Ma la definizione più corretta si rifà ad una macchina composta da due elementi fondamentali: un dispositivo pompante positivo ed una valvola omogeneizzatrice che crea un angusto passaggio attraverso il quale il prodotto è costretto a scorrere per uscire.

L'omogeneizzatore che, pur con i molti cambiamenti apportati negli anni, ha conservato gli stessi elementi fondamentali che aveva alla sua nascita, fu inventato e brevettato alla fine del 1800 da Gaulin per la lavorazione del latte e la produzione di burro e, come tale, presentato all'Esposizione Mondiale di Parigi del 1900. La letteratura tecnica sull'argomento attribuisce a Gaulin la titolarità dei termini omogeneizzare ed omogeneizzazione.

Applicazioni in ambito alimentare[modifica | modifica sorgente]

L'omogeneizzazione viene sfruttata in ambito alimentare nel processo di lavorazione del latte. L'omogeneizzazione del latte ha lo scopo di prevenire o ritardare la naturale separazione delle sostanze che compongono il latte. Infatti i grassi presenti nel latte in genere si accumulano verso la parte alta dell'emulsione, mentre l'acqua tende ad accumularsi verso il basso.

Sottoponendo il latte a forti e repentine cadute di pressione, durante l'operazione di omogeneizzazione le particelle di grasso si frammentano in piccolissime goccioline, e aumenta la loro stabilità in emulsione con l'acqua.

All'inizio il successo dell'omogeneizzazione del latte fu molto limitato, soprattutto a causa delle lacune tecnologiche nella pastorizzazione del latte. Solo dopo circa 25 anni il prodotto ottenne il giusto riconoscimento anche commerciale dopo che si migliorò l'aspetto igienico-sanitario del disegno della macchina; nel frattempo comunque si continuarono a vendere omogeneizzatori per la lavorazione del gelato e del latte concentrato.

Alcuni dei requisiti del latte omogeneizzato che favorì il successo di tale tecnologia furono la riduzione della tendenza alla coagulazione, ottenendo così un prodotto più digeribile soprattutto dagli infanti, ed una uniforme distribuzione del grasso in tutto il prodotto, con un conseguente miglioramento delle caratteristiche organolettiche (aspetto e palatabilità).

Il latte omogeneizzato è oggi universalmente conosciuto ed apprezzato. L'industria dei derivati del latte è la maggiore utilizzatrice di omogeneizzatori, ma questi sono ora utilizzati per molti altri prodotti alimentari, come emulsioni di aromi, nettari di frutta, tuorlo d'uovo, sughi e salse di pomodoro, formulazioni per la prima infanzia definite appunto omogeneizzati (di carne, di pesce, di frutta). Il prodotto omogeneizzato, in virtù delle sue caratteristiche strutturali, è anche un ottimo intermedio destinato a trattamenti di disidratazione come la liofilizzazione e l'essiccazione spray.

Teorie della omogeneizzazione[modifica | modifica sorgente]

L'omogeneizzatore è nato per una geniale intuizione, non è frutto di una teoria. Molti ricercatori si sono affannati nell'interpretare il fenomeno, spesso ostacolati dall'essersi concentrati sul trattamento del latte e quindi soltanto sulle emulsioni. Chi ha puntato su meccanismi di taglio, o di impatto, o di trafilamento, o di accelerazione-decelerazione, o ancora di vibrazione della valvola omogeneizzatrice, è stato prima o poi smentito.

I meccanismi che hanno maggiore credibilità nello spiegare gli effetti dell'omogeneizzazione sono due, anche se non tutto è definitivamente chiarito poiché vi sono fenomeni fluido-dinamici che appartengono ad entrambi: la turbolenza (intensi vortici creati nel liquido al momento della conversione di energia con produzione di significativi gradienti di velocità locale in grado di frammentare le particelle), e la cavitazione (bolle cave generate dalla caduta di pressione e conseguenti onde d'urto allorché le bolle implodono).

Note[modifica | modifica sorgente]

  1. ^ L'omogeneità va interpretata considerando come "punto" un volumetto di dimensioni molto superiori di quelle molecolari.

Bibliografia[modifica | modifica sorgente]

Voci correlate[modifica | modifica sorgente]

Collegamenti esterni[modifica | modifica sorgente]